연속적 자동차 페인트 공정의 색상교체비용 감소를 위한 효율적인 스케줄링

Abstract

자동차 공장의 페인트 공정에서는 차량의 도색할 색상이 서로 다른 두 차량이 연속될 경우 새로운 색상의 도색을 위해 페인트 노즐을 세척하는 과정이 필요하고 그에 따른 비용 발생한다. 이러한 비용을 ‘색상교체비용’이라고 하며, 이를 줄이기 위해서는 같은 색상으로 도색할 차량들이 연속되도록 하거나 색상교체비용이 작은 값을 갖는 차량이 연속되도록 해야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 자동차 공장에서는 일반적으로 selectivity bank라는 buffer system을 사용한다. 기존 연구에서는 주로 ‘색상교체횟수’를 최소화하기 위한 연구가 수행되었으며, 이러한 연구들의 경우 색상에 따라 ‘색상교체비용’이 다르다는 점이 고려되지 않았다. 또한 출고 과정에서 효율적인 순서계획을 도출하기 위한 연구들은 수행되었지만, selectivity bank에 차량이 입고하는 과정에서 어떠한 입고 방식이 좋은 효율을 보이는지에 대한 연구가 부족하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 차량이 selectivity bank로 계속해서 진입하는 연속적인 상황에서 ‘색상교체비용’을 효율적으로 줄일 수 있는 차량 순서계획 스케줄링 알고리즘을 제안하였다. 해당 알고리즘의 설계를 위한 2단계의 접근법으로서 1단계의 입고 정책 제안과 2단계의 순서계획 재수행 시점 제안을 통해 연구를 수행하였다. 입고 정책 제안에서는 ‘색상교체비용’에 영향을 미치는 요인들을 고려하여 4가지의 입고 정책을 설계하였다. 순서계획 재수행 시점 제안에서는 연속적으로 차량이 이동하는 상황에서 selectivity bank의 차량이 변경되는 점을 고려하여 효율적인 재수행 시점을 찾기 위한 연구를 수행하였다. 제안된 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 4종류의 selectivity bank size에 대해 실험을 수행한 결과, 각 size에 따라 ‘색상교체비용’을 효율적으로 줄일 수 있는 입고 정책 및 순서계획 재수행 시점을 얻을 수 있었다.